基于plc的梳棉機電氣系統(tǒng)改造

1、摘要：本文在分析原梳棉機控制系統(tǒng)存在問題的基礎上，應用機電一體化技術，提出了一種由PLC控制變頻調(diào)速的新型傳動系統(tǒng)，同時討論了控制系統(tǒng)硬件部分及軟件部分的設計技術。實踐表明，棉紡織設備的需求通過這個控制系統(tǒng)都可以達到，這種控制系統(tǒng)對于目前的棉紡織業(yè)來說是一種福利。關鍵詞：PLC 設計 棉紡織業(yè)1 引言如今社會經(jīng)濟發(fā)展迅速，各企業(yè)的競爭也不斷加強，一些公司為了在這種競爭環(huán)境下增加經(jīng)濟收入和提高市場競爭力，正在不斷的對設備進行改進、改造和優(yōu)化，那么其中使用頻率最高的是PLC。在棉紡織制造的公司中，最重要的設備就是梳棉機，其設備的優(yōu)良程度對一個企業(yè)來說至關重要。如今在競爭力如此激烈的情況下，對梳棉機

2、設備的提出高要求，尤其是電氣控制系統(tǒng)。棉紡織制造廠先前用的最早的設備就是梳棉機，同時也是使用最多的一種設備，但一部分制造廠還在使用著之前的很早的梳棉機，之前較早的梳棉機的電氣部分還是有繼電器和接觸器共同控制，由于使用時間較長，有些電器元件也有些破壞，出現(xiàn)很多的故障，在如今現(xiàn)代的工業(yè)中，這種工作方式根本滿足不了公司的需求。如果將這些以前的設備淘汰掉購買新的設備，那么會給企業(yè)帶來很大的支出，可以考慮對舊的設備進行改造，比如控制系統(tǒng)，將可編程的控制器來代替那種舊設備的控制系統(tǒng)，就可以為公司節(jié)省了很大的開支。同時對其舊設備的改造還可以提高精度，增加功能，實現(xiàn)設備的自動化。PLC的技術也在不斷地更新，對

3、于那些傳統(tǒng)的梳棉機由于無法面對復雜化的控制要求，所以其內(nèi)部的電氣控制柜已經(jīng)被智能的設備代替?？删幊炭刂破骶秃芎玫慕鉀Q了面對復雜化的控制要求的這一問題?；诟鞣N控制要求的編程、控制算法的選擇、適應性、替代傳統(tǒng)硬件連接方法的PLC軟件、電路的簡化，進而設備的成本性能上升。中小企業(yè)和部分專業(yè)學校在實訓時，還是使用的那種老式的梳棉機，由于電控系統(tǒng)老化、故障頻繁、耗時維護、生產(chǎn)操作受到嚴重影響，根據(jù)本單位的老式梳棉機A186E型梳棉機，對其內(nèi)部的電氣系統(tǒng)PLC控制進行改造，然后基于提出的改造方案進行實際操作，實現(xiàn)老式棉花機電氣故障自動檢測，有效減少維修工數(shù)，生產(chǎn)成本減少，提高中小企業(yè)競爭力，提高中小企業(yè)

4、的運行效率。2 梳棉機控制系統(tǒng)整體改造方案2.1 梳棉機的簡單介紹梳棉機用于加工棉纖維和化學纖維，屬于紡織機械。按照紡紗工藝流程，梳棉是一道重要的工序。梳棉機的前道工序是開清棉聯(lián)合機，后道工序是并條機（普梳工藝流程）或條卷機（精梳工藝流程）。2.1.1 梳棉機的產(chǎn)量現(xiàn)在的填充機最多能生產(chǎn)280 kg / h，比如TC11、T70 型梳棉機都能達到這個最高產(chǎn)量。梳棉機的產(chǎn)量（M）與生條定量（G）和出條速度（V）間有公式存在，其公式為M=KGV，公式中k代表常數(shù)。如以上公式所示，僅通過增加生條定量和出條速度，就可以提高梳棉機的輸出。2.1.2 梳棉機的幅寬先前梳棉機的尺寸為幅寬1143 mm、15

5、00 mm，那些設備沒有被使用至今，是由于存在機械的精度和蓋板撓曲的缺陷。在1983年知道20世紀初，梳棉機的寬度保持著1016mm。為了使梳棉機的輸出增加，目型號為C60的梳棉機的寬度達到了1500 mm，從那之后，中國也存在了尺寸為1216 mm和1500mm幅寬的梳棉機。而新的設備型號為TC11的寬度為1280 mm。從制造業(yè)、企業(yè)、人工維修的角度出發(fā)，認為在短期內(nèi)很難想象寬幅梳棉機會成為主流。GMandl還指出，從技術和經(jīng)濟的角度，對寬幅梳棉機的缺點進行詳細說明，機器的擴大將增加紡機公司的生產(chǎn)成本。所以，從技術經(jīng)濟的角度來說，增大幅度來進一步增加梳棉機的輸出是難實現(xiàn)的。2.1.3 錫林

6、現(xiàn)在，新型梳棉機錫林的直徑有三種，分別是1290mm，1016mm，814mm，其中錫林直徑最普遍的為1290mm，當然也存在著別的直徑尺寸的梳棉機，像MK系列梳棉機、C60型和C70型梳棉機，其錫林直徑分別為1016mm和814mm。有關于對小直徑錫林的好處介紹的文獻，普遍覺得將來有新尺寸的錫林直徑登場。文獻對于錫林速度對纖維長度和棉結雜質(zhì)的關系進行分析，結果顯示，錫林速度確實對這兩種有一定程度的影響，在錫林速度大于530r/min的時候，會對纖維產(chǎn)生非常嚴重的破壞，所以，對于錫林速度530r/min最佳。還有文獻顯示，在錫林加工棉纖維時，棉纖維所能承受的最大速度的范圍為30 m/s 35

7、m/s，如果同時對直徑為28.6 mm的棉纖維選用不同的錫林速度進行加工，速度分別為470 r/min和360r/min，若第一種速度下出來的短絨率比第二種速度的高，那么有關纖維損傷與錫林速度之間的問題還需要進一步的驗證。2.1.4 刺輥新型梳棉機刺輥直徑主要有三種類型，分別為172. 5 mm 180 mm（TC03 型和 TC07型梳棉機），250 mm 左右（C60 型、MK7 型、LC300A-V3 型，JW1207 型和 DTMC801 型），350 mm（C601SN型）。直徑較大刺輥好處為刺輥與錫林轉(zhuǎn)移弧長變長。那第三種最大的刺輥直徑C601SN型梳棉機來說，其錫林間轉(zhuǎn)移弧長比普

8、通的梳棉機來說多了4.73mm，這樣可以除去雜質(zhì)，減少錫林和蓋板針布的損害，增加壽命并增加生產(chǎn)的梳棉質(zhì)量穩(wěn)定。在過去10年里，有關各種型號（如MK5D、MK6、以及MK7型）的梳棉機刺輥速度并沒有太大變化，其速度范圍為660 r / min到1500 r / min。根據(jù)現(xiàn)在的清梳聯(lián)系統(tǒng)的發(fā)展和原材料的開發(fā)問題，導致現(xiàn)在的速度有所降低，下降的范圍為139 r/min 320 r/min，普遍速度為650 r/min 900 r/min。帶有三刺輥的梳棉機型號為TC07 型和C60 型。三刺輥系統(tǒng)雖然會比單刺輥強的優(yōu)點多，比如較強的分梳能力，較強的除雜效果，但是存在一大缺陷，就是會對纖維造成破損

9、，所以TC07 型梳棉機在使用時，速度較低。C60 型梳棉機在使用三刺輥時使用鋸 齒 針 布，主要工作是生 產(chǎn) 轉(zhuǎn) 杯 紗，鋸齒非常密集，主要有三種，120 齒/( 25. 4 mm)、120 齒/( 25. 4 mm )和 210 齒/( 25. 4 mm)。其余的梳棉機大多選用單刺輥。據(jù)ITV調(diào)查所示，有選用五刺輥系統(tǒng)的梳棉機，而這對梳棉質(zhì)量和輸出都沒有很大的價值。2.2 功能介紹A186E型梳棉機主要實現(xiàn)的功能是，使用兩側(cè)的針齒結構，來對纖維組織進行摩擦，并且按照一定的方向相對運動，帶動棉線變得更加松弛，從互相纏繞的緊繃狀態(tài)中恢復出來，得到順利的整理。A186E型梳棉機主要工作原理在于，

10、接收流水線中上一個步驟傳輸?shù)皆撗b置中的棉花纖維，對其進行進一步的處理，把原來交纏、扭轉(zhuǎn)在一處的棉花纖維給理順，并且清掃掉其中殘留下來的各種多余物質(zhì)，包括破碎的種子外殼、較短的絨毛、大顆粒的塵土等等，然后將其合并在筒狀結構中，以備后續(xù)。2.3 電氣原理電路分析2.3.1 主電路分析本裝置所采用的整體機械結構的型號是A186E型梳棉機，整個裝置的電動機一共設置了五處，也即下圖中M1到M5的部分，分別承擔不同的功能。（1）M1，M2，M3這三個電動機均可獨立控制；（2）M4啟動時不接入熱繼電器，當錫林升速到一定的值以后在接入；M5采用的是雙速電機，兩套獨立繞組，分為快速，慢速，快速十六級，慢速四級，

11、利用慢速升頭后，可將道夫轉(zhuǎn)換為快速，道夫快速采用Y-轉(zhuǎn)換接線的方法，以減少快速啟動的扭矩 （3）M4的運行速度能夠成為M5起動的一個必要先決判定條件；（4）M4起動能夠成為自停系統(tǒng)起動的一個必要先決判定條件；（5）道夫在系統(tǒng)發(fā)生各類阻滯類故障的情況下能夠第一時間停止運轉(zhuǎn)；（6）在整部機器升頭的過程中，自停電路必須保證不會錯誤進入運行狀態(tài)。（7）M5一開始使用雙速電動機，并且具備兩套繞組，可以在低速和高速兩極之間進行靈活切換，同時轉(zhuǎn)換線的形狀是Y型與型復合，能夠在飛輪的運行過程中滿足延時切換的需求，并且保證離合器不會在除了道夫的速度改變過程以外的情況下錯誤地開始運轉(zhuǎn)。當電動機停下的時候，道夫會經(jīng)

12、歷一個完整的緩沖過程；圖2-1 主電路圖2.3.2 控制電路分析本設計需實現(xiàn)的具體功能需求:（1）合上電源，F(xiàn)L1電源指示燈亮起。按下1SB1，KM1線圈吸合，M1清潔電機工作，F(xiàn)L1清潔指示燈亮起。按下1SB2停止；（2）按下2SB1，KM2線圈吸合，M2吹風電機工作，F(xiàn)L2吹風指示燈亮起，按下2SB2停止；（3）按下3SB1，KM3線圈吸合，M3吸風電機工作，F(xiàn)L3吸風指示燈亮起，按下3SB2停止；（4）按下4SB1，KM4線圈得電并自鎖，KM4主觸點閉合后，錫林電機啟動，在錫林電機的啟動過程中，熱繼電器FR4不接入，等到錫林和刺輥的運行速度大約可以達到正常值速度的百分之八十以后，離心開關

13、KV才可以工作，301，302才可以接通,KA1線圈得電，讓KM5線圈也吸合得電，F(xiàn)R4熱繼電器接入之后，一并使得KM4線圈斷電，KM5線圈得電，錫林啟動，錫林電機運行，F(xiàn)L4錫林運行指示燈亮起，并為了道夫電機啟動做好準備。（5）按下5SB1，KM6線圈吸合，KM6得電，道夫慢速啟動，同時KA2得電，飛輪和道夫電動機連接，為了確保道夫在工作時不會升速過快，以免影響做出來的產(chǎn)品質(zhì)量不好，條干不夠均勻。升頭以后按下6SB1，KM6線圈失電，使得KM7，KM8，以及KT2線圈全部得電，讓道夫電動機M5變?yōu)樗募塝型連接升速度，并且讓KM7自鎖，等到KT2時間繼電器的延時情況到達以后，KM8失電，KM8

14、失電以后用KM9線圈將道夫電動機切換成四級的三角形連接電路之后正常運行，并且KT1得電，使得KA2斷電，電磁離合器YC也斷電到此，整個梳棉機啟動完成。（5）如何關閉梳棉機，只需要按下5SB2，KM7，KM9線圈全部失電，使得KT1，KT2得電，YC得電，和道夫電動機相連接，等到KT1時間繼電器延遲時間到達以后，KM6得電然后保持自鎖，道夫切換為慢車低速工作，按下6SB2，梳棉機停止。圖2-2 A186E梳棉機控制電路2.4 梳棉機控制系統(tǒng)電氣技術改造總體方案設計2.4.1梳棉機控制系統(tǒng)缺陷分析（1）A186E梳棉機的電氣控制元件已經(jīng)到了預期的硬件壽命，故障頻發(fā)，需要更換；（2）生條的品質(zhì)比較低

15、劣。這是因為道夫裝置的設計存在缺陷，整個電機的啟動與制動經(jīng)常陷入不穩(wěn)定之中，生條成品的性能也無從保證。（3）機械工作效率不高，經(jīng)常因為各類故障導致停工，因此產(chǎn)量不足，錫林電機的工作效率受到了嚴重的限制；（4）整個發(fā)動機的運行噪音非常響，同時導致了能耗過度、穩(wěn)定性不夠的情況，這是因為皮帶打滑的情況比較明顯。2.4.2系統(tǒng)改造總體要求在當下，電氣工程技術的發(fā)展日趨成熟，各類電機實用產(chǎn)品的功能要求也在逐漸提升，人們更加傾向與選用能夠變頻、伺服的產(chǎn)品，來替代傳統(tǒng)型號的類似產(chǎn)品，同時將PLC的運用深入到電機控制的各個環(huán)節(jié)中。本文的改造研究即是針對這一現(xiàn)象展開的。2.4.3系統(tǒng)改造設計思路A186E的詳細

16、原理可以參考圖2-3中的范例。我們能夠直觀地看到，通過對該型號機械的改裝工程，我們可以實現(xiàn)將PLC作為機械的中樞控制元件，并且對其安置一整套配套的外接電源、中央處理器等等全面的功能模塊。通過一系列的改造工序，機器的開關以及運行狀況將會由傳感器對其進行信號的采集與判斷，然后在機器的中央處理系統(tǒng)中做相應的邏輯處理鏈，再按照先前的步驟給出必要的信號反饋，起到對整個系統(tǒng)程序的運行步驟進行全面控制的理想效果。圖2-3 梳棉機控制系統(tǒng)原理圖圖2-4 A186E電氣控制原理圖3 梳棉機電氣系統(tǒng)改造硬件設計3.1 PLC介紹PLC的全寫是Programmable Logic Controller，用漢語翻譯稱

17、之為可編程邏輯控制。它是一項已經(jīng)在發(fā)展運用中相當成熟的電氣自動控制元件，非常適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的實用領域，并且在模塊擴充、信息傳遞等方面都有著顯著的優(yōu)勢。3.1.1 PLC的分類通常而言，整體類PLC和模塊類PLC是兩種較為常見的分類方法。第一種類型是模塊型的PLC，它們主要的構成要素是一些標準的元件，包括但不限于電源部件、開關部件、中央處理器、存儲器等等。模塊之間獨立性好，使用方便。第二種類型是整體性的PLC。這類PLC部件的特色在于，整個PLC的供電系統(tǒng)、存儲器、接口、開關等等一系列組成部分都被封裝在一個外殼之中，一起組成一個在實際使用中通常不再進行拆裝的部件。它的好處是，相對于模塊化的P

18、LC而言，成本低，適合小型設備。除了以上兩種類型之外，有的時候我們也會運用第三類PLC，也就是疊裝型的PLC。它們兼具了上面兩種類型PLC的長處，通常每個PLC各自具備很多獨立的設施，包括接口、電源等等，互相之間可以靠電線做串聯(lián)，同時在多功能組合安裝便利。3.1.2 PLC語言介紹PLC類型的產(chǎn)品所使用的的編程語言，與常規(guī)的家用電腦程序產(chǎn)品有較為顯著的區(qū)別。眾所周知，PLC基本都用于大規(guī)模集約型的工業(yè)生產(chǎn)場合，它的使用者往往是基層工人，這些技術工人一般而言沒有經(jīng)歷過計算機科學相關的高等教育，沒有使用高級語言進行編程工作的能力與經(jīng)驗，倘若整門語言的設計難度做的太高，那樣對于推廣應用就會造成許多不

19、便因素。此外，各個企業(yè)往往都具備獨門的PLC相關設計準則，在編程要素方面存在著顯著的區(qū)別，故此IEC針對這一情況給出了PLC適用的相應產(chǎn)業(yè)公共標準，它對于PLC的一些通用語言的工作方式與類型做了基礎性的定義與闡明。3.2 梳棉機的PLC改造原則良好的可維護性：實現(xiàn)系統(tǒng)改造后應該具有良好的可維護性，各種硬件模塊選用標準化系列，所用的應是具有良好發(fā)展前景技術的產(chǎn)品，這樣才能保證將來長遠的備件供應。軟件方面由于是自主開發(fā)，并最終向用戶完全開放，所以維護方面不存在問題，但也必須注意保證程序代碼的可讀性和加入必要的注釋，保存好各種開發(fā)文檔資料并及時規(guī)范化入檔，確保軟件的可維護性?，F(xiàn)場施工省時省力：為了做

20、到現(xiàn)場省時省力，縮短停機時間，減少對生產(chǎn)的影響。改造前需要做好準備工作：對系統(tǒng)中那些需要改造替換，那些繼續(xù)保留進行合理的安排劃分，防止盲目擴大改造范圍和遺漏改造項目情況的發(fā)生，因此我們建議保留原有的各電控柜，保留柜內(nèi)的可用元器件。此外，現(xiàn)場的準備工作要充分到位，軟硬件調(diào)試徹底。3.3 PLC型號選擇經(jīng)過多角度的衡量，結合改造原則，本文的研究所選擇的PLC來自于日本三菱公司，具體的型號是FX2N，這一款PLC的優(yōu)越之處在于，它占用的體積空間非常少，外型很小巧，但是集成電路十分密集，運算性能出色，執(zhí)行指令的速度很優(yōu)秀，且同時還能夠在個人電腦上完成必要的編程調(diào)試工作與其它預先準備工作。相應的，本文的

21、主機型號保持FX2N-64MR即可，接口的數(shù)量充分的主機一般都不會在使用中出太多問題。PLC內(nèi)部的控制程序根據(jù)輸入信號按順序啟動和關閉機器，程序有自鎖、互鎖、連動以及延時等功能，這些功能的有機組合使梳棉機實現(xiàn)了平穩(wěn)的啟動、剎車過程以及各種故障和工藝自停等。道夫的慢速啟動時間和慢轉(zhuǎn)快時間都可調(diào)。道夫的剎車時間設為很短。這樣啟動過程可以比較緩和，有利于減輕開車過程的突發(fā)性條干不勻，尤其是突發(fā)性細節(jié)，而道夫的停止時間短可以行效地保護道夫針布。3.3.1 通用串口設備設置由于本次設計屬于一次典型的改裝設計，因此在事先確定好改裝過程需要的整體結果系統(tǒng)狀態(tài)是非常有必要的，一般來說，在控制功能能夠被滿足的情

22、況下，需要挑選那些1/0的點數(shù)總數(shù)大致能夠正好滿足需求的PLC，以控制成本與系統(tǒng)接口數(shù)量。通常還會留有大約百分之二十以內(nèi)的點數(shù)浮動值。具體來說，本文的設計大約至少需要這樣一些輸入點：首先，頭架電動機具備低速和高速兩個運行選項，加上一個關閉狀態(tài)，因此需要3個點；其它四個電動機各需要兩2個點，然后三個過載保護系統(tǒng)開關再共占用3個點，還有一個總電源開關，因此可以得出總共需要的點數(shù)為10個。3.3.2 三菱FX系列串口設置本文選擇的是FX類型的可編程邏輯控制器，三菱公司的這個型號產(chǎn)品總體上已經(jīng)非常成熟，特別適合各種各樣的一體化的工業(yè)需求。從結構上來分析，F(xiàn)X系列的產(chǎn)品基本上可以分為這樣一些組成部分：基

23、礎單元部分、特殊功能部分、擴展接口部分。具體細分的話，基礎部分是所有PLC系統(tǒng)所必備的一些元件，包括開關電源、中央處理器、可讀寫存儲設備等等。而擴展單元則包含了一下自己沒有攜帶配套電源設備的模塊，需要連接在基礎部分上，才能夠有效地通電運行。3.3.3 PLC連線方法在PLC產(chǎn)品投入運用之前，還需要檢查并設置一系列初始參數(shù)，保證程序的正常運行。詳情可以見圖3-1：表3-1 plc參數(shù)位號名稱內(nèi)容01b0數(shù)據(jù)長度7位8位b1b2奇偶性（0，0）：無（0，1）：奇校驗（1，1）：偶校驗b3停止位1位2位b4b5b6b7波特率b7,b6,b5,b4 (0,0,1,1):300-4800(0,1,0,0

24、):600-9600(0,1,0,1):1200-19200(0,1,1,0):2400b8起始符無有（D8124）初始值：STX（02H）b9結束符無有（D8125）初始值：ETX（03H）b10b11控制線無順序b11,b10(0,0): 無(0,1)：普通(1,0)：互鎖(1,1)：調(diào)制解調(diào)器計算機連接通訊b11，b10(0,0): RS-485 (1,0): RS-232 b12不可使用b13和校驗無有b14協(xié)議無有b15順序順序1順序4FX2N連接圖如圖3-1圖3-1 FX2N接線圖3.4 控制系統(tǒng)PLC設置3.4.1 PLC端口分配結合本文操作中設計的相關PLC結構分析，本文可以進

25、一步判斷，一共要使用的的數(shù)量為18個。詳情可見下表：表3-2 PLC端口分配輸入信號輸出信號名稱代號輸入點編號名稱代號輸出點編號按鈕開關1SB1X0交流接觸器1KMY0按鈕開關1SB2X1交流接觸器2KMY1按鈕開關2SB1X2交流接觸器3KMY2按鈕開關2SB2X3交流接觸器4KMY3按鈕開關3SB1X4交流接觸器5KMY4按鈕開關3SB2X5交流接觸器6KMY5按鈕開關4SB1X6交流接觸器7KMY6按鈕開關5SB1X7交流接觸器8KMY7按鈕開關6SB2X10交流接觸器9KMY10按鈕開關5SB2X11指示燈HL1Y12按鈕開關4SB2X12指示燈HL2Y13按鈕開關6SB1X13指示燈

26、HL3Y14按鈕開關1SQ1X14指示燈HL4Y15光電開關KVX15指示燈HL5Y16光電開關2SQ1X16指示燈HL6Y17光電開關3SQ1X17指示燈HL7Y20單向開關GKX20指示燈HL8Y21單向開關GJX21指示燈HLY233.4.2 外部接線圖圖 3-2外部接線圖4 梳棉機電氣系統(tǒng)改造軟件設計梳棉機電氣系統(tǒng)的整體包括PLC、觸摸屏、背板總線、輸入模塊和輸出模塊，PLC通過profimet協(xié)議控制觸摸屏；背板總線連接輸入模塊和輸出模塊。輸入模塊包含按鈕開關、光電開關、單向開關和傳感器；輸出模塊包括交流接觸器、指示燈和電機。具體組態(tài)圖4-1所示。圖4-1 組態(tài)圖4.1 觸摸屏設計（

27、1）觸摸屏的界面對于一線操作工人具備很強的使用友好型，界面使用漢語。（2）觸摸屏基于32位系統(tǒng)，可以展開強大的多線程數(shù)據(jù)處理，進行復雜的控制流程。（3）觸摸屏完全由可視化結構組成，圖案豐富而形象，易于理解。（4）更加完善的人機互動界面系統(tǒng)。整個系統(tǒng)在可操作層面上得到更好的優(yōu)化，使得觸摸屏程序在人機互動層面上達到更好的程度，讓整個工業(yè)生產(chǎn)控制體系之間的銜接能夠做到最出色的程度。（5）具備多種報警功能，由于網(wǎng)絡技術的大范圍使用，諸多可編程邏輯控制器都增加了網(wǎng)絡接口，使得包括觸摸屏在內(nèi)的各個控制元件能夠很好地實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，將互相之間儲存的文檔在過程中進行傳遞，對相應的設備做好全面的診斷。（6）適配性

28、強大，對于各種各樣的硬件都能夠兼容運行。4.2 觸摸屏選擇為了整條生產(chǎn)線的銜接順利，本設計繼續(xù)選用三菱公司的系列產(chǎn)品，也即GT01型觸摸屏。4.3 MCGS嵌入式組態(tài)編輯（1）設計功能齊全的主控窗口，確定系統(tǒng)的整體運作流程，框架結構等等。（2）編輯適合MCGS的視窗，讓它可以高效地把整個機械設備的內(nèi)外數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一化管理。（3）處理整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，為輸入端實現(xiàn)各種控制，讓程序的算法能夠得到更好的完善。（4）為整個系統(tǒng)的輸入與輸出信號的調(diào)制與轉(zhuǎn)換提供處理平臺，并且將對應的各種傳感器都與其進行合理的對接，使得實時數(shù)據(jù)的傳輸更加順暢。（5）實現(xiàn)全面的可編程、可調(diào)式窗口，這樣就基本上不需要將設備從系統(tǒng)中

29、斷開，就可以在運行過程中進行編程，然后對沒有實現(xiàn)的功能或者存在可能錯誤的環(huán)節(jié)進行調(diào)試。4.4 PLC參數(shù)設置 輸入、輸出指令如表4-1表4-1符 號名 稱代表的狀態(tài)LD取常開開始LDI取反常閉開始OUT輸出輸出線圈并聯(lián)觸點指令如表4-2。表4-2符 號名 稱代表的連接狀態(tài)AND與常開串聯(lián)ANI與非常閉串聯(lián)OR或常開并聯(lián)ORI或非常閉并聯(lián)4.5 PLC程序設計與編寫4.5.1 設計思路總體上，PLC的工作途徑是，按照一定的預先布置的順序，掃描檢測所有的地址環(huán)節(jié)，并且控制好整個掃描周期的消耗時間。每個周期可以再細分為如下三個階段：輸入處理、執(zhí)行、輸出處理。具體情形可描述如下：在輸入處理時期，PLC

30、會進行一次盡可能全面而遍歷性的采樣，之后將其結果放置在存儲器內(nèi)，在執(zhí)行時期，PLC則按照內(nèi)置的算法，對先前采集的數(shù)據(jù)做相應的處理工作，并且在將其向輸出端繼續(xù)擰轉(zhuǎn)移。在輸出處理時期，等待執(zhí)行過程都結束的情況下，PLC再通過鎖存器中預制的輸出步驟給出對應的信息。詳細的工作流程見下圖4-2中的范例。圖4-2 工作流程圖4.5.2 程序設計 主程序見附錄控制程序1這部分內(nèi)容所控制的詳細的工作流程見下圖4-3中的范例。包括清潔系統(tǒng)、鼓風系統(tǒng)的電動機以及對應的亮燈控制。圖4-3控制程序1控制程序2這部分內(nèi)容所控制的詳細的工作流程見下圖4-4中的范例。包括離合器設備，以及各種堵塞、斷裂等等故障導致的緊急停止

31、信號燈的亮燈控制。圖4-4控制程序2控制程序3這部分內(nèi)容所控制的詳細的工作流程見下圖4-5中的范例。這部分主要是針對錫林極其指示燈的控制。圖4-5控制程序3控制程序4這部分內(nèi)容所控制的詳細的工作流程見下圖4-6中的范例。其控制內(nèi)容包括各項道夫系統(tǒng)與其信號燈的控制。圖4-6控制程序44.6 下載與連接圖4-7上圖為系統(tǒng)的可視化主界面，通過各個按鈕來進行迅捷的相關操作。5 控制程序的調(diào)試5.1 調(diào)試的過程（1）檢測機械設備的導線連接狀況。對1/0兩個端口都做線路接觸方面的檢查，并且確認安全設置（零線）的順利接觸。（2）對電壓范圍做必要的檢測。因為可編程邏輯控制器的運行額定電壓是有嚴格需求的，故在運

32、行前對于電源電壓大小的檢測非常重要。（3）對輸出設備做必要的事先測試。本系統(tǒng)中涉及的電機設備非常多樣化，例如冷卻、油泵等等各個環(huán)節(jié)都有配套的電動機裝置，這些裝置的運轉(zhuǎn)可靠性也得做好事先檢驗。（4）對輸入設備做必要的事先測試。本系統(tǒng)中涉及的輸入設備是PLC的控制與指令依據(jù)，所以保證輸入信號的穩(wěn)定和準確也非常關鍵。5.2 調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問題及解決措施（1）上電后PLC的指示燈沒有出現(xiàn)正常反應可能的故障所在：PLC的電源端口出現(xiàn)連接問題?？梢試L試的處理辦法:嘗試再次連接，直到正常位置。（2）按下開關后系統(tǒng)指示燈沒有出現(xiàn)正常反應可能的故障所在：開關處的接線出現(xiàn)了故障?？梢試L試的處理辦法：重新接線。（3）

33、打開油泵后系統(tǒng)指示燈沒有出現(xiàn)正常反應可能的故障所在：指示燈本身已經(jīng)損壞，或者指示燈的導線接觸不良可以嘗試的處理辦法：可以使用萬用表做檢查，如果燈損壞的話則更換，否則重新檢查接口。（4）頭架的轉(zhuǎn)速檔位和開關控制顯示的檔位并不一致可能的故障所在：PLC編程輸入錯誤，或者接線端口沒有對準可以嘗試的處理辦法：檢查編程內(nèi)容與端口線路。5.3 調(diào)試的結論本文的研究是針對A186E型號的棉花加工設備的自動化控制改造展開的，根據(jù)以上一系列改進方案的實施與分析，可以得出結論，這類以PLC的運用為核心的改造有著很好的普適性，對于其它各類工農(nóng)業(yè)大型機械的適用性也是非常強的，可供各行各業(yè)進行參考。在改造結束后，整臺機

34、械的運行效能得到了顯著的增長，而成本只需要五千多人民幣，總體來看性價比是很高的。目前，A186E型號的梳棉機在我國有接近六萬臺的實裝量，其裝備的更新?lián)Q代有著很大的應用推廣空間。2019屆畢業(yè)設計論文 第 4 頁 共 ？ 頁結 論對于梳棉機所需要的自動控制裝置進行功能性改造，可以很好地提升整個機械裝置的自動化水平。目前來看，PLC是在這一改作過程中的重要手段。本文的工作主要就是圍繞這PLC的運用進行的，由于PLC的擴展功能豐富、運行穩(wěn)定性也非常好，因此能夠起到很好的實用性；同時，當PLC的一些參數(shù)需要做整定的時候，只需要基層工人在操作層面上輸入各類指令信息，即可起到相應的效果，在硬件層面上就無需做更多的工作，例如系統(tǒng)的后臺線路、模塊部件的插口安裝等等事項都是不需要再做改動的，這使得整個機械系統(tǒng)的改造可以變得非常順利，大幅節(jié)約了人力物力和時間消耗。同時，經(jīng)過這一改造之后，梳棉機的運作更加穩(wěn)定、流暢，同時對于故障的可預報性能得到了本質(zhì)的提升，在各方面性能上都全面優(yōu)于原先使用傳統(tǒng)繼電器時